JP4235877B2

JP4235877B2 - Differential gear unit

Info

Publication number: JP4235877B2
Application number: JP2002168419A
Authority: JP
Inventors: ケイ．チードルロス; エフ．ロジークジョセフ; エス．ルートヴィッヒアラン; マッコーリフジュニアローレンス
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2022-06-10
Also published as: CN1395051A; KR20020093639A; CN1311174C; JP2003130183A; KR100945099B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、牽引力を修正するディファレンシャル（差動歯車装置）に関し、特に、差動歯車が電気入力信号に応答してロックされる形式の差動歯車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関係する一般的な牽引力修正型の差動歯車装置は、歯車室を形成するギアケースを有し、このケース内に、少なくとも１つの入力ピニオンギアと、一対の出力サイドギアとを含む差動歯車セットを備えている。クラッチパックは、一般的に少なくとも１つのサイドギアとギアケースの隣接表面との間に配置され、ギアケースと１つのサイドギアとの間の相対回転を制限する。この形式の差動歯車装置において、クラッチパックは、いくつかの異なるアプローチの１つによってクラッチが連結する。
【０００３】
１つのアプローチは、「ロッキングディファレンシャル」の形式のもので、本発明の譲受人に譲渡された米国再発行特許第28,004号に記載されており、クラッチパックは、通常、非係合状態となっている。この開示内容は、本明細書に参考文献として包含される。ホイールの１つが、他のホイールに対してスピンすると、速度検知装置が速度差を検出し、ランピング機構によってクラッチパックを固定状態にロックする。その後、差動歯車装置の両出力が同一速度で回転する。
【０００４】
本発明の譲受人に譲渡されかつここに参考文献として包含される米国特許第5,019,021号には、別のアプローチが示され、クラッチパック上の負荷が外部電気入力信号に応じて変化する「制限されたスリップを生じるディファレンシャル」の形式が記載されている。クラッチパック内のスリップ量を変え、一方のサイドギアから他方のサイドギアへ付勢トルクが伝達される。従来の技術では、この制限スリップディファレンシャルにおいて、一般的に車両が最適な牽引力状態にあるとき、２つのサイドギア間のスリップ量、即ち、速度差がある。
【０００５】
上述の特許に示された形式の制限スリップおよびディファレンシャルをロックする動作は、一般的に満足できるものであるが、ある車両における特定の構造において欠点を生じる。少なくとも１つ、一般的には、２つのクラッチパックに対する必要条件は、特に、少なくとも個々のクラッチディスクのいくつかが、連続的なスリップ状態による温度上昇に耐えうる比較的高価な摩擦材料で作られている場合、ディファレンシャルの全体のコストに影響を与える。
【０００６】
さらに、現在のオープン型ディファレンシャルの代わりに牽引力修正型ディファレンシャルを備えることが望ましい車両が多くある。しかし、この牽引力修正型ディファレンシャルは、周囲の構造を再構成することをなくすために、オープン型ディファレンシャルが占有する同一のスペース内に収納しなければならない。このような状況において、１つまたは２つのクラッチパックを現在のディファレンシャルケース内に収納するには、ピニオンギア及びサイドギアの再配置、及び一般的に実行不可能な全体のサイズを縮小する必要がある。
【０００７】
上述した差動歯車装置の欠点を克服するために、本発明の譲受人は、本発明の親出願とともに共同出願された米国出願に記載の、改良したロッキングディファレンシャルを開発してきた。この出願は、本発明の譲受人に譲渡された発明の名称「電気作動式ロッキングディファレンシャル」の米国特許第6,083,134号として特許されており、この開示内容はここに参考として包含される。
【０００８】
上記特許の装置は、電磁コイルが、ボールランプアクチュエータのランピング(ramping)動作を作動させるもので、このアクチュエータの一方のランププレートがディファレンシャルケースの外側に配置され、他方のランププレートがディファレンシャルケースの内側に配置されている。この２つのランププレートに係合する一組のボールがあり、これらのボールは、ディファレンシャルケースの端部壁に設けた僅かに大きな開口内に配置されている。ディファレンシャルケース内に配置されたランププレートは、一組の歯を備えており、この一組の歯は、ボールランプアクチュエータが、通常位置の中心状態からランプ状態に変位するときはいつでも、隣接するサイドギアによって形成される一組の歯に噛み合いように配置されている。
【０００９】
上記特許の差動歯車装置は、外部電気信号に応答して作動する改良型のロッキングディファレンシャル(locking differential)を構成し、かつ迅速に係合離脱することができ、また、非常にコンパクトに構成されている。しかし、この装置は、第１に、ディファレンシャルケースに関して、特に、ボールランプアクチュエータのボール用の切欠部を有する端部壁に対して十分な強度を有していない。
【００１０】
ロッキングディファレンシャルと関連する問題の１つは、このようなロック状態が必要でなくなったとき、ロック状態からディファレンシャルを離脱させることができないことである。一般的に、ロッキングディファレンシャルは、トルク反転等の状況に対応してのみロックを解除できるようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した一般的な形式のロッキングディファレンシャルを改良し、全体の強度と、トルク伝達能力を向上させた差動歯車装置を提供することを目的としている。
【００１２】
さらなる本発明の目的は、ボールランプアクチュエータを備えることにより必要とされるディファレンシャルケースの端部壁に設けた切欠部の寸法を縮小することにより、上述した目的を達成する改良したロッキングディファレンシャルを提供することである。また、本発明は、電気入力信号に応答してロックできる改良されたロッキングディファレンシャルを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。本発明は、回転軸とギア室を形成するギアケースを有する差動歯車装置により達成される。この作動歯車装置は、ギア室内に少なくとも１つの入力ギアと第１、第２出力ギアを有する差動ギア機構を含む。この差動機構は、ギアケースに対して共転するとともに第１出力ギアの回転を制限する手段と、第１、第２作動プレート（ 59,63 ）を含みかつ該第１、第２作動プレート間に形成されたカムとランプ表面を係合させる、カム／ランプ型アクチュエータ（ 55 ）に有して、回転制限手段を作動するための作動手段とを備える。第１、第２作動プレートの非作動状態から作動状態への相対回転は、回転制限手段を係合状態に向けて移動させ、第２作動プレートは、ギアケースと共に回転する非作動状態に配置されている。
【００１４】
更に、第２作動プレートに隣接配置されて、電気入力信号に応答して作動可能となり、ギアケースに対して第２作動プレートの回転を生じさせる電磁アクチュエータを備えている。
【００１５】
第１、第２作動プレートは、前記ギアケースの端部壁に対して外側に配置され、第１作動プレートは、端部壁に向かって軸方向に移動可能であり、かつ端部壁の開口を軸方向に貫通する複数の作動部材に連結している。
【００１６】
回転制限手段は、第１出力ギアに隣接配置されかつギアケースに対して回転しないように固定されて軸方向に移動可能なロックプレートを含んでいる。
第１作動プレートが端部壁に向かって移動し、かつ作動部材が第１出力ギアに対してロック位置にロックプレートを移動するとき、第１出力ギアとロックプレートは、第１出力ギアとロックプレートを互いに対して非回転のロック位置にロックさせる手段を構成するように協働する。
【００１７】
また他の構成によれば、第１ギアは、環状列の歯を含み、各歯は、少なくとも１つのフランク面を有しており、回転制限手段は、第１ギアに隣接配置され、ケースに対して回転しないように固定されて軸方向に移動可能とし、かつ複数の係合面を形成しているロックプレートを含み、複数の係合面は、隣接する１つの歯のフランク面と係合するように配置されており、係合面の各々は、回転軸に対してある角度を有し、この角度は、電磁アクチュエータが励磁されていないとき、ロックプレートが環状列の歯から外れるように選択される。
【００１８】
また、別の構成によれば、第１、第２作動プレートは、ギアケースの端部壁に対して外側に配置され、第１作動プレートは、端部壁に向かって軸方向に移動可能であり、かつ端部壁の開口を軸方向に貫通する複数の作動部材に連結しており、
回転制限手段は、第１出力ギアと共転するように取付けられたロック部分を含み、ロック部分と複数の作動部材は、第１作動プレートが端部壁に向かって移動して、作動部材が第１出力ギアのロック部分にロックされる位置に移動するとき、第１出力ギアをギアケースに対して非回転のロック位置にロックさせる手段を構成するように協働する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、本発明の構成を限定するものではないが、図１は、本発明に係るロッキングディファレンシャル（以下、ロッキング差動装置という。）の軸方向端面を示す。図１に示された一般的な差動歯車装置の構成及びその作動が、上記特許を参照することにより、より理解できるであろう。
【００２０】
図１に示す、このロッキング差動装置は、ギア室１３を内部に有するギアケース１１を含んでいる。第１実施形態では、例示としてのみ示すが、ギアケース１１は、一般的にボルト（図示略）で連結した２つの分離したケース要素を含んでいる。ロッキング差動装置へのトルク入力は、入力リングギア（図示略）によって行われ、このリングギアボルト（図示略）等の適当な手段によってギアケース１１のフランジ１５に取り付けることができる。
【００２１】
ギア室１３内には、差動ギアセット（差動ギア機構）が配置され、このギアセットは、ピニオン軸１９に回転可能に取り付けられる一対の入力ピニオンギア１７を含んでいる。一般的に、ピニオン軸１９は、ロックピン(図示略)またはスナップリング（図２参照）等の適当な手段によってギアケース１１に対して固定されている。ピニオンギア１７は、差動ギアセットの入力ギアを構成し、一対のサイドギア２３，２５と噛み合い係合する。このサイドギア２３，２５は、真直ぐな内側スプライン２７，２９の組を形成し、これらのスプラインは、一対の車軸(図示略)の外側スプラインと噛み合うようになっている。ギアケース１１は、環状ハブ部分３１，３２を有し、このハブ部分には、外側差動装置ハウジング(図示略)に対して差動機構用の回転支持体を与えるために使用する一対の軸受組(図示略)を取り付けることができる。
【００２２】
当業者にはよく知られているように、車両の通常の真直ぐな走行中、左右のサイドギア２３，２５の間に回転差は生じない。それゆえ、ピニオンギア１７は、ピニオン軸１９に対して回転しない。ギアケース１１、ピニオンギア１７、及びサイドギア２３，２５は、全て一体ユニットとして、回転軸Ａの回りに回転する。
【００２３】
本発明のロッキング差動装置は、一対のモードのいずれに対しても作動させることができる。このロッキング差動装置は、マニュアル作動ができ、ドライバーがロックしたモードをマニュアル選択して、車両が動き始めた後、ほとんど同時にロックモードで作動する。この代わりに、このロッキング差動装置は、自動モードで作動させることもできる。この例では、車両のマイクロプロセッサが作動状態、例えば、初期のホイールスリップ等を感知して、このロッキング差動装置に適当な電気入力信号を送り、さらなる差動が生じないように、ギアケース１１に対してサイドギア２５をロックする。
【００２４】
このロッキング差動装置の自動差動モードの場合、車両が回転またはタイヤ寸法におけるわずかな差があるとき、サイドギア２３，２５の間に生じるある程度の差動による動きは可能であると考えている。しかし、本発明の重要な点によれば、図１のロッキング差動装置は、差動による動作を単に遅らせ、または制限するいかなるクラッチパックもまたは他の機構を含んでいない。その代わり、非作動時の「オープンディファレンシャル(open differential)」モードあるいは作動時のロックモードにおけるいずれにおいても作動させることができる。
【００２５】
主に、図１において、また、図２を参照して、本発明のロッキング差動装置は、ギアケース１１内に完全に配置させている回転制限機構３５を含んでいる。ロッキング差動装置は、また差動機構３７を含み、その全ては、以下に詳細に説明するようにギアケース１１の外側に配置されている。
【００２６】
主に、図２において、回転制限機構３５は、回転軸Ａの回りに環状に配置された環状列のギア歯３９を有するサイドギア２５を含んでいる。ギア歯を有することが好ましいが、歯の特定の形状は、本発明の重要な特徴ではない。また、実際、本発明の別の実施形態によれば、歯以外の他の手段を本発明の範囲内において使用することができる。ロックプレート４１（図３参照）が、このギア歯３９に対面する関係で隣接して配置されており、図１，２では、ギア歯３９との係合がはずれている。図３において最も良く見られるように、環状ロックプレート４１は、このプレートの軸方向厚さを貫通する複数の凹部４３を含んでいる。
【００２７】
ロックプレート４１は、一組の耳部４５（図１，３にのみ図示）を含む。好ましくは、この耳部４５は、ギアケース１１によって形成される噛み合う切欠部４７（図１参照）内に収納され、ロックプレート４１は、ギアケース１１に対して回転できず、軸方向に移動可能になっている。
【００２８】
図１において、ギアケース１１は、複数のばね支持部材４９（図１に、その２つが示されている。）を支持する。好ましくは、ロックプレート４１上の４つの耳部４５に対応して４つの支持部材４９がある。ばね支持部材４９の各右端部（図１参照）の回りには、圧縮コイルばね５１が配置されている。非作動時における図１のロックされていない位置にあるロックプレート４１を用いて、各ばね５１は、それぞれの支持部材４９の端部を超えて幾分軸方向に伸び、ギアケース１１の端部壁５３の隣接する表面に対してロックプレート４１を付勢する。
【００２９】
図２において、作動機構３７は、２つのサブアセンブリ、即ち、ボールランプアクチュエータ５５と電磁アクチュエータ５７を含んでいる。ボールランプアクチュエータ５５は、ギアケース１１によって定められる環状室６１内に配置される環状内側作動プレート５９を含んでいる。この作動プレート５９に隣接して、環状室６１の外側に、外側作動プレート６３が配置され、この作動プレート６３は、保持アセンブリ６５によってギアケース１１に対して軸方向に抑制されている。
【００３０】
当業者によく知られているように、作動プレート５９，６３は、以下で詳細に説明するように、ランプ表面を形成し、それらの間に、ここでは、カムボールとして図示されている複数のカム部材が配置されている。このカム部材としては種々のタイプのものを用いることができる。ある利用では、挿入されたカム部材なしで、噛み合いランプ表面の動作によって必要なランプ動作を達成することができる。
【００３１】
電磁アクチュエータ５７は、好ましくは電磁コイル７１で構成され、その機能は、外側作動プレート６３に必要な遅延トルク(retarding torque)を与えることであり、こうして、ボールランプアクチュエータ５５のランプ動作を開始する。電磁コイル７１は、好ましくは環状であり、回転軸Ａの回りに同軸配置され、取り囲む差動ハウジング(図示略)に対して静止状態となるように取付けられ、その結果、ギアケース１１がコイル７１に対して回転する。コイル７１は、三面を取り囲む環状コイルハウジング７３を含み、コイル７１には、図２で示す一対の電気リード線７５によって電気入力信号が入力する。好ましくは、電磁コイル７１は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに参考として包含される米国特許第5,911,643号に開示の技術により作られる。
【００３２】
コイル７１に関連して、図２の左側には、環状スペーサプレート７７が配置され、さらに、コイル７１とスペーサプレート７７の間には、米国特許第4,700,823号の技術に従って作られた熱分解炭素摩擦材料等の適当な摩擦材料７９からなる環状層が配置される。この特許は、本発明の譲受人に譲渡されかつここに参考として包含される。スペースプレート７７は、磁気材料から構成され、コイルが励磁されたとき、コイル７１の回りの磁束７１がスペーサプレート７７を通過するようになり、スペーサプレート７７を摩擦材料７９と摩擦係合するように引き寄せる。
【００３３】
この摩擦材料７９の層に係合するスペーサプレート７７の代わりに、スペーサプレート７７は、環状コイルハウジング７３の隣接する端部表面、即ち、半径方向外側の端部表面または半径方向内側の端部表面あるいはその両方のいずれかに係合させることもできる。半径方向内側の周辺では、スペーサプレート７７は、外側差動プレート６３の外周部分と係合する。その結果、コイル７１が消磁されると、スペーサプレート７７は、作動プレート６３と共に回転し、そして、コイル７１に対してギアケース１１が回転する。
【００３４】
図２とともに図４において、回転制限手段の残りの部分である、ボールランプアクチュエータの作動が以下に記載される。本発明の重要な構成によれば、ギアケースの端部壁５３は、比較的小さな３つの円形ボア８１を形成し、これに隣接する内側作動プレート５９は、３つの小さい円形ボア８３を形成する。各ボア８１内で作動ピン８５が往復移動するように配置され、このピン８５は、図２及び図４において、右端部に縮径部分８７が示され、この部分は、隣接ボア８３に圧入嵌合している。その結果、作動中、即ち、ボールランプアクチュエータ５５のランプ動作時に、内側作動プレート５９は、図２に図示された端部壁５３から離れている非作動位置から図４で概略的に示された端部壁５３に密接する作動位置へ向かって、移動する。
【００３５】
しかし、従来技術で説明したように、本発明の目的の１つは、端部壁の開口に配置されたカムボールを有する、引用した特許の装置よりも、より強力なギアケースを提供することである。本発明では、図４において、３つのカムボール６７に対する端部壁５３からの全体的な切欠き領域が、３つの作動ピン８５に必要とされるものよりも大きくなっている。それは、ピン８５がロックプレート４１と係合するために、凹部４３がプレート４１の軸方向厚さの途中までしか伸びていないからである。凹部４３の後側のロックプレート４１の残りの厚さは、ボールランプアクチュエータ５５が、ランプアップする時、作動ピン８５によって加えられる軸方向力に抗するのに十分でなければならない。
【００３６】
内側作動プレート５９は、上述したように、図２及び図４において、左側に移動するので、このような左側移動は、作動ピン８５によってロックプレート４１に伝達される。その結果、ロックプレート４１を、図２に示す端部壁５３から密接して配置された非ロック位置から図４に示す端部壁５３から離れたロック位置に移動する。
【００３７】
更に重要なことは、図２において、ロックプレート４１がロック位置に向かって移動すると、凹部４３の各々は、サイドギア２５上の隣接歯３９と係合し始め、ギアケース１１とロックプレート４１の連続する回転（図４において、下方に）により、サイドギア２５に直接伝達するトルクが生じ、ギアケース１１と同一速度で、同一方向にサイドギア２３、２５の両方を駆動する。
【００３８】
再び図４に示すように、各凹部４３は、表面８９，９１によってその周囲が定められており、各表面は、回転軸Ａに対して鋭角に配置されている。この実施形態において、例えば、表面８９，９１の各々は、回転軸Ａに対して約５°の角度を有する。同様に、各歯３９は、ほぼ同一の角度に向いた歯フランクを有し、サイドギアを図４に示す方向に駆動するとき、表面８９と隣接する歯フランクとの間は、少なくとも一部分にわたり、面と面とが係合する。
【００３９】
本発明の他の態様によれば、作動プレート５９，６３の各々は、好ましくは複合ランプ表面を有する。それゆえ、各プレート５９，６３のランプ表面の各半分は、始端側が急なランプ表面９３で、終端側が緩やかなランプ表面９５を有する。この実施形態では、例えば、急なランプ表面９３（図４では、角度Ｘによって表される）は、約１２°〜１４°の範囲にあり、一方、緩やかなランプ表面９５（図４では、角度Ｙによって表される）は、約３°〜５°の範囲にある。
【００４０】
本発明の別な態様によれば、表面８９，９１の角度と各歯３９のフランクは、緩やかなランプ表面９５の角度Ｘと整合するように選択される。その結果、コイル７１が励磁される時、ボールランプアクチュエータ５５が十分な軸方向力を発揮し、ロックプレート４１とサイドギア歯３９を係合状態に保つ。言い換えれば、角度Ｘが選択された角度から増加すると、発生する軸方向力を減少させ、ボールランプアクチュエータ５５の力に抗するばね５１の付勢力によって、ロックプレート４１は、歯３９から係合が外れる。
【００４１】
それゆえ、差動装置のロック状態がもはや必要でなくなり、コイル７１は消勢され、ボールランプアクチュエータ５５は、図４に示した端部側にランプされた状態から、図２に示すように、ニュートラルの中央位置に向かって移動する。ボールランプアクチュエータ５５によって実行される軸方向力が解除されると、表面８９の角度及び歯３９のフランクの角度によって、歯３９を凹部４３から外し、図４に示したロック位置から図２に示した非ロック位置に向かってロックプレート４１の軸方向移動を生じさせる。こうして、本発明のロッキング差動装置は、電気入力信号７５がコイル７１の消勢状態に対応するとき、自動的に（ロック状態から非ロック位置に進む）非係合となる。
【００４２】
図５及び図６において、別の代替実施形態が示され、同一または同様の機能を有する部材は、同一参照符号とし、新しい要素のみ100番以上の参照符号を付記する。電磁コイル７１は、ブッシュ部材１０１の回りに配置され、このブッシュ部材は、ハブ部分に隣接するギアケース１１の外径に係合している。図５によく見られるように、ギアケース１１は、複数のばね用ボア１０３を形成し、各ボア１０３内には図５，６で示すニュートラル状態にボールランプアクチュエータ５５を戻すように機能する圧縮ばね５１が配置されている。
【００４３】
この実施形態における相違点は、ロックプレート４１がないことであり、そのために、ばね５１は、直接、内側作動プレート５９に係合する。内側係合プレート５９は、内側表面１０５（図５における左側の）を形成し、その機能は、以下で説明する。
【００４４】
図６において、サイドギア２５は、外周部のフランジ状ロック部分１０７を含み、このロック部分は、ギアケース１１の端部壁５３に対面する側に複数のロック用凹部１０９を形成する。この変形例では、例えば、図６の右側から見たとき、凹部１０９は、円形または僅かに伸びた円形状を有し、各凹部は、作動ピン８５の隣接する１つよりもわずかに大きい。この実施形態における相違点は、ロックプレート４１を係合する代わりに、各ピン８５が、ロック部分１０７を係合することによって、また、より特定すれば、各ピン８５（図６の左端）の内側端部を、それぞれの凹部１０９内に移動させることにより、サイドギア２５に直接係合する。
【００４５】
作動において、第２実施形態は、上記の相違点を除いて第１実施形態と同様に作動する。通常の動作中、コイル７１は消磁されており、ボールランプアクチュエータ５５は、ニュートラル状態に付勢され、また、ピン８５は、図示するように引っ込み位置にあり、その結果、装置はオープン差動装置として作動する。差動装置をロックしたい場合、コイル７１は、励磁され、上述したように、ボールランプアクチュエータ５５の作動を生じさせ、内側作動プレート５９を図５，６の左側に端部壁５３に向かって移動させる。このプレート５９の移動は、ばね５１の付勢力に打勝って各ピン８５を左方向にそれぞれの凹部１０９の中に侵入させ、ギアケース１１に対して非回転の固定状態にロック部分１０７とサイドギア２５をロックさせる。
【００４６】
ロックモードの作動が必要でなくなり、車両が再び牽引状態になると、コイル７１は、再び消磁され、内側及び外側の作動プレート５９，６３が再び、同一速度で回転する。ばね５１は、図５で示す位置にプレートを復帰させ、凹部１０９から後退したピンを図６に示す位置に戻す。そして、装置は、オープン差動装置として作動することができる。
【００４７】
以上説明したように、本発明の差動歯車装置は、環状列の歯３９を有する第１出力ギア２５と、ギアケース１１の端部壁５３の外側に配置される第１、第２作動プレート５９，６３を有するカム及びランプアクチュエータ５５と、ギアケース１１に対して第２作動プレート６３の回転を生じさせる電磁アクチュエータ５７とを含み、さらに、第１出力ギア２５に隣接しかつ前記環状列の歯３９と噛み合う複数の凹部４３を形成するロックプレート４１が配置され、第１作動プレート５９に複数の作動ピン８５を有する。前記作動プレート５９，６３の相対回転により、第１出力ギア２５に向けて第１作動プレート５９を軸方向移動させると、カム及びランプアクチュエータ５５と作動ピン８５が、ロックプレート４１をロック位置に移動して、ロックプレート４１を出力ギア２５に対してロックすることができる。
【００４８】
これまで、本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明は、ここに記載した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更及び修正を含み、添付された特許請求の範囲またはその技術的思想から逸脱しない上述の記載を含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の技術に従って作られたロッキングディファレンシャルの、非作動のロック状態における軸方向断面図である。
【図２】図１と異なる平面において見た、図１と同様な拡大した部分的軸方向断面図である。
【図３】本発明の特定の形状を示すロックプレートの斜視図である。
【図４】作動時のロック状態におけるボールランプアクチュエータ、サイドギア、及びロックプレートを示す、部分的に拡大した概略的な軸方向断面図である。
【図５】本発明の変形例を示す図２と同様な拡大した部分的軸方向断面図である。
【図６】図５と異なる平面において見た、図５と同様な拡大した部分的軸方向断面図である。
【符号の説明】
１０弁アセンブリ
１１ギアケース
１３ギア室
１７ピニオンギア
１９ピニオン軸
２３，２５サイドギア
３５回転制御手段
３７ロッキング差動装置
３９ギア歯
４１ロックプレート
４３凹部
４９ばね支持部材
５３端部壁
５５ボールランプアクチュエータ
５７電磁アクチュエータ
５９、６３作動プレート
７１電磁コイル
７５電気入力信号
８１開口
８５作動ピン
８９，９１係合面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential (differential gear device) for correcting traction force, and more particularly, to a differential gear device in which a differential gear is locked in response to an electric input signal.
[0002]
[Prior art]
A general traction force correction type differential gear device related to the present invention has a gear case forming a gear chamber, and includes a difference including at least one input pinion gear and a pair of output side gears in the case. A dynamic gear set is provided. The clutch pack is typically disposed between at least one side gear and the adjacent surface of the gear case to limit relative rotation between the gear case and the one side gear. In this type of differential gearing, the clutch pack is engaged with the clutch by one of several different approaches.
[0003]
One approach is in the form of a “locking differential” and is described in US Pat. No. 28,004, assigned to the assignee of the present invention, where the clutch pack is normally in a disengaged state. Yes. This disclosure is hereby incorporated by reference. When one of the wheels spins on the other wheel, the speed detector detects the speed difference and locks the clutch pack in a fixed state by the ramping mechanism. Thereafter, both outputs of the differential gear device rotate at the same speed.
[0004]
U.S. Pat.No. 5,019,021, assigned to the assignee of the present invention and incorporated herein by reference, shows another approach where the load on the clutch pack varies depending on the external electrical input signal. "Differential that produces slip" is described. The slip amount in the clutch pack is changed, and the urging torque is transmitted from one side gear to the other side gear. In the prior art, in this limited slip differential, there is generally a slip amount between two side gears, that is, a speed difference when the vehicle is in an optimum traction state.
[0005]
The operation of locking the limiting slip and differential of the type shown in the above-mentioned patents is generally satisfactory, but creates disadvantages in certain constructions in certain vehicles. The requirement for at least one, and generally two, clutch packs is that, in particular, at least some of the individual clutch disks are made of a relatively expensive friction material that can withstand the temperature rise due to continuous slip conditions. Affects the overall cost of the differential.
[0006]
In addition, there are many vehicles in which it is desirable to have a tractive force modified differential instead of the current open differential. However, this tractive force modified differential must be housed in the same space occupied by the open differential in order to avoid reconfiguring the surrounding structure. In this situation, storing one or two clutch packs in the current differential case requires relocation of pinion gears and side gears, and a reduction in overall size, which is generally not feasible. .
[0007]
In order to overcome the disadvantages of the differential gear system described above, the assignee of the present invention has developed an improved locking differential as described in the co-filed US application with the parent application of the present invention. This application is patented as US Pat. No. 6,083,134, entitled “Electrically Operated Rocking Differential,” which is assigned to the assignee of the present invention, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
[0008]
In the device of the above-mentioned patent, an electromagnetic coil activates a ramping operation of a ball lamp actuator, and one lamp plate of this actuator is arranged outside the differential case, and the other lamp plate is inside the differential case. Is arranged. There is a set of balls that engage the two lamp plates, and these balls are arranged in a slightly larger opening in the end wall of the differential case. The ramp plate located in the differential case has a set of teeth that are adjacent to the side gear whenever the ball ramp actuator is displaced from the center position of the normal position to the ramp state. Is arranged so as to mesh with a set of teeth formed by.
[0009]
The differential gearing of the above patent constitutes an improved locking differential that operates in response to an external electrical signal, can be quickly engaged and disengaged, and is very compact. ing. However, this device, firstly, does not have sufficient strength with respect to the differential case, in particular against the end wall having the ball notch of the ball ramp actuator.
[0010]
One problem associated with locking differentials is that when such a locked state is no longer needed, the differential cannot be removed from the locked state. Generally, the locking differential can be unlocked only in response to a situation such as torque reversal.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a differential gear device in which the above-described general type of locking differential is improved and the overall strength and torque transmission capability are improved.
[0012]
A further object of the present invention is to provide an improved locking differential that achieves the above-mentioned objective by reducing the size of the notch provided in the end wall of the differential case, which is required by providing a ball ramp actuator. That is. Another object of the present invention is to provide an improved locking differential that can be locked in response to an electrical input signal.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the structure described in each claim. The present invention is achieved by a differential gear device having a gear case that forms a rotating shaft and a gear chamber. The operating gear device includes a differential gear mechanism having at least one input gear and first and second output gears in a gear chamber. The differential mechanism is configured to rotate with respect to the gear case and limit rotation of the first output gear;First and second actuating plates ( 59,63 And a cam / ramp actuator that engages a ramp surface with a cam formed between the first and second actuating plates. 55 )Operating means for operating the rotation limiting means. The relative rotation of the first and second operating plates from the non-operating state to the operating state moves the rotation restricting means toward the engaged state, and the second operating plate is disposed in the non-operating state that rotates together with the gear case. ing.
[0014]
In addition, an electromagnetic actuator is provided adjacent to the second actuation plate and operable in response to an electrical input signal to cause rotation of the second actuation plate relative to the gear case.
[0015]
The first and second actuating plates are disposed outside the end wall of the gear case, the first actuating plate is axially movable toward the end wall, and the end wall is opened. Are connected to a plurality of actuating members penetrating in the axial direction.
[0016]
The rotation limiting means includes a lock plate that is disposed adjacent to the first output gear and is fixed so as not to rotate with respect to the gear case and is movable in the axial direction.
When the first actuating plate moves toward the end wall and the actuating member moves the lock plate to the locked position relative to the first output gear, the first output gear and the lock plate are locked with the first output gear. Cooperate to form means for locking the plates in a non-rotating locked position relative to each other.
[0017]
According to another configuration, the first gear includes an annular row of teeth, each tooth has at least one flank surface, and the rotation limiting means is disposed adjacent to the first gear and is mounted on the case. A locking plate fixed against rotation and axially movable and forming a plurality of engagement surfaces, wherein the plurality of engagement surfaces engage a flank surface of one adjacent tooth Each of the engagement surfaces has an angle with respect to the axis of rotation such that when the electromagnetic actuator is not energized, the lock plate is disengaged from the teeth of the annular row. Selected.
[0018]
According to another configuration, the first and second operating plates are disposed outside the end wall of the gear case, and the first operating plate is movable in the axial direction toward the end wall. And is connected to a plurality of actuating members passing through the opening of the end wall in the axial direction,
The rotation limiting means includes a lock portion that is attached to rotate together with the first output gear, and the lock portion and the plurality of actuating members include:The first actuating plate moves toward the end wall, and the actuating member is locked to the lock portion of the first output gear.When moving, it cooperates to constitute a means for locking the first output gear in a non-rotating locked position relative to the gear case.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to the drawings, the configuration of the present invention is not limited, but FIG. 1 shows an axial end surface of a locking differential (hereinafter referred to as a locking differential device) according to the present invention. The construction and operation of the general differential gear device shown in FIG. 1 can be better understood with reference to the above patent.
[0020]
The locking differential shown in FIG. 1 includes a gear case 11 having a gear chamber 13 therein. In the first embodiment, which is shown as an example only, the gear case 11 includes two separate case elements that are generally connected by bolts (not shown). Torque input to the locking differential is performed by an input ring gear (not shown) and can be attached to the flange 15 of the gear case 11 by an appropriate means such as this ring gear bolt (not shown).
[0021]
A differential gear set (differential gear mechanism) is disposed in the gear chamber 13, and the gear set includes a pair of input pinion gears 17 that are rotatably attached to the pinion shaft 19. Generally, the pinion shaft 19 is fixed to the gear case 11 by appropriate means such as a lock pin (not shown) or a snap ring (see FIG. 2). The pinion gear 17 constitutes an input gear of the differential gear set, and meshes with and engages with the pair of side gears 23 and 25. The side gears 23 and 25 form a set of straight inner splines 27 and 29, and these splines mesh with outer splines of a pair of axles (not shown). The gear case 11 has annular hub portions 31 and 32, which are a pair of bearings used to provide a rotating support for a differential mechanism to an outer differential housing (not shown). A set (not shown) can be attached.
[0022]
As is well known to those skilled in the art, there is no rotational difference between the left and right side gears 23 and 25 during normal straight traveling of the vehicle. Therefore, the pinion gear 17 does not rotate with respect to the pinion shaft 19. The gear case 11, the pinion gear 17, and the side gears 23 and 25 all rotate around the rotation axis A as an integrated unit.
[0023]
The locking differential of the present invention can be operated for either of a pair of modes. This locking differential can be manually operated, and will operate in the lock mode almost simultaneously after the driver has manually selected the locked mode and the vehicle has started to move. Alternatively, the locking differential can be operated in automatic mode. In this example, the gear case 11 prevents the vehicle microprocessor from sensing an operating condition, such as an initial wheel slip, and sends an appropriate electrical input signal to the locking differential so that no further differential occurs. The side gear 25 is locked.
[0024]
In the automatic differential mode of this locking differential, we believe that some differential movement between the side gears 23 and 25 is possible when the vehicle has a slight difference in rotation or tire dimensions. However, in accordance with an important aspect of the present invention, the locking differential of FIG. 1 does not include any clutch pack or other mechanism that merely delays or limits differential operation. Instead, it can be operated either in the “open differential” mode when not activated or in the locked mode when activated.
[0025]
Mainly in FIG. 1 and with reference to FIG. 2, the locking differential of the present invention includes a rotation limiting mechanism 35 that is completely disposed in the gear case 11. The locking differential also includes a differential mechanism 37, all of which is disposed outside the gear case 11 as will be described in detail below.
[0026]
Mainly in FIG. 2, the rotation limiting mechanism 35 includes a side gear 25 having an annular row of gear teeth 39 arranged annularly around the rotation axis A. Although it is preferred to have gear teeth, the specific shape of the teeth is not an important feature of the present invention. In fact, according to another embodiment of the present invention, other means than teeth can be used within the scope of the present invention. A lock plate 41 (see FIG. 3) is disposed adjacent to the gear teeth 39 so as to face the gear teeth 39, and the engagement with the gear teeth 39 is disengaged in FIGS. As best seen in FIG. 3, the annular lock plate 41 includes a plurality of recesses 43 that penetrate the axial thickness of the plate.
[0027]
The lock plate 41 includes a pair of ears 45 (shown only in FIGS. 1 and 3). Preferably, the ear portion 45 is housed in a meshing cutout portion 47 (see FIG. 1) formed by the gear case 11, and the lock plate 41 cannot move with respect to the gear case 11 but can move in the axial direction. It has become.
[0028]
In FIG. 1, the gear case 11 supports a plurality of spring support members 49 (two of which are shown in FIG. 1). Preferably, there are four support members 49 corresponding to the four ears 45 on the lock plate 41. A compression coil spring 51 is disposed around each right end (see FIG. 1) of the spring support member 49. With the locking plate 41 in the unlocked position of FIG. 1 when not in operation, each spring 51 extends somewhat axially beyond the end of the respective support member 49 and the end of the gear case 11. The lock plate 41 is urged against the adjacent surface of the wall 53.
[0029]
In FIG. 2, the actuation mechanism 37 includes two subassemblies: a ball ramp actuator 55 and an electromagnetic actuator 57. The ball ramp actuator 55 includes an annular inner actuation plate 59 disposed in an annular chamber 61 defined by the gear case 11. An outer working plate 63 is disposed outside the annular chamber 61 adjacent to the working plate 59, and the working plate 63 is restrained in the axial direction with respect to the gear case 11 by the holding assembly 65.
[0030]
As is well known to those skilled in the art, the actuating plates 59, 63 form a ramp surface between which a plurality of cams, here illustrated as cam balls, as described in detail below. The member is arranged. Various types of cam members can be used. In some applications, the necessary ramping can be achieved by movement of the meshing ramp surface without an inserted cam member.
[0031]
The electromagnetic actuator 57 is preferably composed of an electromagnetic coil 71, whose function is to provide the necessary retarding torque to the outer actuation plate 63, thus starting the ramp operation of the ball ramp actuator 55. The electromagnetic coil 71 is preferably annular, and is coaxially arranged around the rotation axis A and is attached to a surrounding differential housing (not shown) so as to be stationary. As a result, the gear case 11 is connected to the coil 71. Rotate against. The coil 71 includes an annular coil housing 73 surrounding three surfaces, and an electrical input signal is input to the coil 71 through a pair of electrical lead wires 75 shown in FIG. Preferably, the electromagnetic coil 71 is made by the technique disclosed in US Pat. No. 5,911,643, assigned to the assignee of the present invention and incorporated herein by reference.
[0032]
With respect to the coil 71, an annular spacer plate 77 is disposed on the left side of FIG. 2, and further, between the coil 71 and the spacer plate 77, pyrolytic carbon friction made according to the technique of US Pat. No. 4,700,823. An annular layer of suitable friction material 79 such as material is disposed. This patent is assigned to the assignee of the present invention and incorporated herein by reference. The space plate 77 is made of a magnetic material, and when the coil is excited, the magnetic flux 71 around the coil 71 passes through the spacer plate 77 so that the spacer plate 77 is frictionally engaged with the friction material 79. Draw.
[0033]
Instead of the spacer plate 77 engaging this layer of friction material 79, the spacer plate 77 is adjacent to the end surface of the annular coil housing 73, ie, the radially outer end surface or the radially inner end surface. Alternatively, it can be engaged with either of them. In the radially inner periphery, the spacer plate 77 engages with the outer peripheral portion of the outer differential plate 63. As a result, when the coil 71 is demagnetized, the spacer plate 77 rotates together with the operation plate 63, and the gear case 11 rotates with respect to the coil 71.
[0034]
4 together with FIG. 2, the operation of the ball ramp actuator, which is the remaining part of the rotation limiting means, is described below. According to an important configuration of the invention, the end wall 53 of the gear case forms three relatively small circular bores 81 and the adjacent inner working plate 59 forms three small circular bores 83. . The operation pin 85 is disposed so as to reciprocate within each bore 81. The pin 85 has a reduced diameter portion 87 at the right end in FIGS. 2 and 4, and this portion is press-fitted into the adjacent bore 83. Match. As a result, during operation, ie during lamp operation of the ball ramp actuator 55, the inner actuation plate 59 is shown schematically in FIG. 4 from a non-actuated position away from the end wall 53 illustrated in FIG. It moves toward the operating position in close contact with the end wall 53.
[0035]
However, as explained in the prior art, one of the objects of the present invention is to provide a gear case that is more powerful than the device of the cited patent having a cam ball located in the end wall opening. is there. In the present invention, in FIG. 4, the overall notch area from the end wall 53 for the three cam balls 67 is larger than that required for the three actuating pins 85. This is because the concave portion 43 extends only halfway in the axial thickness of the plate 41 because the pin 85 engages with the lock plate 41. The remaining thickness of the lock plate 41 behind the recess 43 must be sufficient to resist the axial force applied by the actuating pin 85 when the ball ramp actuator 55 ramps up.
[0036]
As described above, since the inner working plate 59 moves to the left in FIGS. 2 and 4, such leftward movement is transmitted to the lock plate 41 by the working pin 85. As a result, the lock plate 41 is moved from the non-lock position arranged in close contact with the end wall 53 shown in FIG. 2 to the lock position separated from the end wall 53 shown in FIG.
[0037]
More importantly, in FIG. 2, when the lock plate 41 moves toward the lock position, each of the recesses 43 starts to engage with the adjacent teeth 39 on the side gear 25, and the gear case 11 and the lock plate 41 continue. Due to the rotation (downward in FIG. 4), a torque directly transmitted to the side gear 25 is generated, and both the side gears 23 and 25 are driven in the same direction at the same speed as the gear case 11.
[0038]
As shown in FIG. 4 again, the periphery of each recess 43 is defined by surfaces 89 and 91, and each surface is arranged at an acute angle with respect to the rotation axis A. In this embodiment, for example, each of the surfaces 89, 91 has an angle of about 5 ° with respect to the axis of rotation A. Similarly, each tooth 39 has tooth flank oriented at substantially the same angle, and when driving the side gear in the direction shown in FIG. 4, the surface 89 and the adjacent tooth flank are at least partially over the surface. And the surface engage.
[0039]
According to another aspect of the invention, each of the actuation plates 59, 63 preferably has a composite lamp surface. Therefore, each half of the ramp surface of each plate 59, 63 has a steep ramp surface 93 on the start side and a gentle ramp surface 95 on the end side. In this embodiment, for example, the steep ramp surface 93 (represented by angle X in FIG. 4) is in the range of about 12 ° to 14 °, while the gentle ramp surface 95 (in FIG. Y) is in the range of about 3 ° to 5 °.
[0040]
According to another aspect of the present invention, the angles of the surfaces 89, 91 and the flank of each tooth 39 are selected to match the angle X of the gentle ramp surface 95. As a result, when the coil 71 is excited, the ball ramp actuator 55 exerts a sufficient axial force to keep the lock plate 41 and the side gear teeth 39 engaged. In other words, when the angle X increases from the selected angle, the generated axial force is reduced, and the biasing force of the spring 51 against the force of the ball ramp actuator 55 causes the lock plate 41 to engage from the teeth 39. Come off.
[0041]
Therefore, the locked state of the differential is no longer necessary, the coil 71 is de-energized, and the ball ramp actuator 55 is ramped from the end side shown in FIG. 4 as shown in FIG. Move towards the neutral center position. When the axial force performed by the ball ramp actuator 55 is released, the tooth 39 is removed from the recess 43 by the angle of the surface 89 and the angle of the flank of the tooth 39 and shown in FIG. 2 from the locked position shown in FIG. The axial movement of the lock plate 41 is caused toward the non-lock position. Thus, the locking differential of the present invention is automatically disengaged (goes from the locked state to the unlocked position) when the electrical input signal 75 corresponds to the de-energized state of the coil 71.
[0042]
5 and 6, another alternative embodiment is shown, and members having the same or similar functions are denoted by the same reference numerals, and only new elements are denoted by reference numerals of 100 or more. The electromagnetic coil 71 is disposed around the bush member 101, and this bush member is engaged with the outer diameter of the gear case 11 adjacent to the hub portion. As is often seen in FIG. 5, the gear case 11 forms a plurality of spring bores 103 within each bore 103 that function to return the ball ramp actuator 55 to the neutral state shown in FIGS. A spring 51 is arranged.
[0043]
The difference in this embodiment is that there is no lock plate 41, so that the spring 51 directly engages the inner working plate 59. The inner engagement plate 59 forms an inner surface 105 (on the left side in FIG. 5), the function of which will be described below.
[0044]
In FIG. 6, the side gear 25 includes an outer peripheral flange-like lock portion 107, and this lock portion forms a plurality of locking recesses 109 on the side facing the end wall 53 of the gear case 11. In this variation, for example, when viewed from the right side of FIG. 6, the recesses 109 have a circular or slightly elongated circular shape, and each recess is slightly larger than the adjacent one of the actuation pins 85. The difference in this embodiment is that instead of engaging the lock plate 41, each pin 85 engages the lock portion 107, and more particularly, each pin 85 (left end in FIG. 6). By moving the inner end portion into the respective recess 109, the inner end portion is directly engaged with the side gear 25.
[0045]
In operation, the second embodiment operates in the same manner as the first embodiment except for the above differences. During normal operation, the coil 71 is demagnetized, the ball ramp actuator 55 is biased to the neutral state, and the pin 85 is in the retracted position as shown, so that the device is an open differential. Operates as When it is desired to lock the differential, the coil 71 is energized, causing the operation of the ball ramp actuator 55 as described above and moving the inner actuation plate 59 to the left side of FIGS. Let The movement of the plate 59 overcomes the urging force of the spring 51 and causes the pins 85 to enter the respective recesses 109 in the left direction, and the lock portion 107 and the side gear are brought into a non-rotation fixed state with respect to the gear case 11. 25 is locked.
[0046]
When the operation in the lock mode is no longer necessary and the vehicle is in the traction state again, the coil 71 is demagnetized again and the inner and outer actuation plates 59, 63 are again rotated at the same speed. The spring 51 returns the plate to the position shown in FIG. 5, and returns the pin retracted from the recess 109 to the position shown in FIG. The device can then operate as an open differential.
[0047]
As described above, the differential gear device of the present invention includes the first output gear 25 having the annular rows of teeth 39 and the first and second operation plates disposed outside the end wall 53 of the gear case 11. 59 and 63, and an electromagnetic actuator 57 for causing the second actuating plate 63 to rotate with respect to the gear case 11, and further adjacent to the first output gear 25 and in the annular row. A lock plate 41 that forms a plurality of recesses 43 that mesh with the teeth 39 is disposed, and the first operation plate 59 has a plurality of operation pins 85. When the first operation plate 59 is moved in the axial direction toward the first output gear 25 by the relative rotation of the operation plates 59 and 63, the cam and ramp actuator 55 and the operation pin 85 move the lock plate 41 to the lock position. Thus, the lock plate 41 can be locked to the output gear 25.
[0048]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments described herein, and includes various changes and modifications, and the appended claims or their claims. It is intended to include the above description without departing from the technical idea.
[Brief description of the drawings]
1 is an axial cross-sectional view of a locking differential made in accordance with the techniques of the present invention in an inoperative locked state.
FIG. 2 is an enlarged partial axial sectional view similar to FIG. 1, viewed in a different plane than FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a lock plate showing a specific shape of the present invention.
FIG. 4 is a partially enlarged schematic axial sectional view showing the ball ramp actuator, the side gear, and the lock plate in a locked state during operation.
FIG. 5 is an enlarged partial axial sectional view similar to FIG. 2 showing a modification of the present invention.
6 is an enlarged partial axial sectional view, similar to FIG. 5, viewed in a different plane than FIG.
[Explanation of symbols]
10 Valve assembly
11 Gear case
13 Gear room
17 Pinion gear
19 Pinion shaft
23, 25 Side gear
35 Rotation control means
37 Locking differential
39 gear teeth
41 Lock plate
43 recess
49 Spring support member
53 End Wall
55 Ball lamp actuator
57 Electromagnetic actuator
59, 63 Actuating plate
71 Electromagnetic coil
75 Electric input signal
81 opening
85 Actuation pin
89, 91 engagement surface

Claims

A gear case (11) forming a rotation shaft (A) and a gear chamber (13), at least one input gear (17) and first and second output gears (25, 25) disposed in the gear chamber (13). 23), a differential gear device including the gear case, means for co-rotating with respect to the gear case and limiting the rotation of the first output gear (25), and first and second actuating plates ( 59, 63 ). And a cam / lamp type actuator ( 55 ) for engaging a ramp surface with a cam formed between the first and second actuating plates, and an actuating means for actuating the rotation limiting means. ,
The relative rotation from the non-operating state to the operating state of the first and second operating plates (59, 63) moves the rotation restricting means toward the engaged state, and the second operating plate (63) Arranged in the inoperative state rotating with the gear case (11),
Further, it is disposed adjacent to the second operating plate (63) and is operable in response to an electric input signal (75), and the second operating plate (63) is rotated with respect to the gear case (11). A differential gear device comprising an electromagnetic actuator (57) for generating,
(a) The first and second operation plates (59, 63) are disposed outside the end wall (53) of the gear case (11), and the first operation plate (59) And is connected to a plurality of actuating members (85) that are axially movable toward the end wall (53) and penetrate the opening (81) of the end wall (53) in the axial direction;
(b) The rotation limiting means (35) is disposed adjacent to the first output gear (25) and is fixed so as not to rotate with respect to the gear case (11), and is a lock plate (movable in the axial direction). 41) and
(c) In the first output gear (25) and the lock plate (41), the first operating plate (59) moves toward the end wall (53), and the operating member (85) when moving the locking plate (41) in the locked position with respect to the first output gear (25), the locking position of the non-rotating with respect to each other said lock plate and said first output gear (25) (41) Actuating gear device, which cooperates to form means (39, 43) for locking the

Means for urging the lock plate (41) from the lock position toward the end wall (53) of the gear case when the first and second operation plates (59, 63) are in the non-operation state. The differential gear device according to claim 1, comprising: (49, 51).

The lock plate (41) has a plurality of ears (45) that engage with the gear case (11), whereby the lock plate (41) is not in contact with the gear case (11). The rotation means for biasing the lock plate includes a plurality of extension support members (49) fixed to the gear case and extending substantially parallel to the rotation axis (A), and the extension support members ( A plurality of compression springs (51) having one end seated on 49) and the other end seated on an ear portion (45) of said lock plate (41). Differential gear unit.

The lock plate (41) is a substantially annular body around the rotation axis (A), and the plurality of actuating members (85) are arranged in an annular row around the rotation axis (A) and the lock plate ( 41. The differential gear device according to claim 1, wherein the differential gear device is arranged so as to be aligned with an axial direction of 41).

In the means for locking the first output gear (25) and the lock plate (41), the first output gear (25) includes an annular row of teeth (39), and the lock plate (41) is in the locked position. 5. The differential gear device according to claim 4, wherein the lock plate (41) forms a recess (43) of the annular row that receives and meshes with the teeth of the annular row.

Each of the recesses (43) includes an engagement surface (89, 91) disposed so as to mesh and engage with a flank of one adjacent tooth (39), and the engagement surface includes the rotation shaft. (A) having an angle that is selected such that when the electromagnetic actuator (57) is not energized, the lock plate (41) disengages from the teeth (39) of the annular row. The differential gear device according to claim 1, wherein the differential gear device is provided.

The first and second actuating plates (59, 63) form a composite ramp surface, each ramp surface including a ramp surface (95) that is initially steep and gentle at the end, the angle of the gentle surface Is selected with respect to the angle formed by the engagement surface (89, 91) and exerts a sufficient axial force when engagement occurs at the gentle ramp surface (95) and the first output The differential gear unit according to claim 6, wherein the lock plate (41) is maintained in the locked position with respect to the gear (25).

The differential gear device according to claim 1, wherein the operating means includes a plurality of cam members (67) engaged with the first and second operating plates (59, 63).

The electromagnetic actuator (57) includes a stationary substantially annular electromagnetic coil (71) disposed so as to surround the second operating plate (63), and rotates together with the second operating plate (63). 2. The differential gear device according to claim 1, further comprising a member (77) attached in this manner.

A gear case (11) that forms a rotating shaft (A) and a gear chamber (13), a gear device that is disposed in the gear chamber (13) and includes a first gear (25), and the gear case are shared. A cam and ramp surface including means for rolling and limiting rotation of the first gear (25), and first and second actuating plates ( 59, 63 ) and formed between the first and second actuating plates A cam / lamp-type actuator ( 55 ) having an operating means for operating the rotation limiting means,
The relative rotation from the non-operating state to the operating state of the first and second operating plates (59, 63) moves the rotation restricting means toward the engaged state, and the second operating plate (63) Arranged in the inoperative state rotating with the case (11),
Further, it is disposed adjacent to the second operating plate (63) and is operable in response to an electrical input signal (75), causing the second operating plate (63) to rotate with respect to the case (11). A differential gear device comprising an electromagnetic actuator (57)
(a) the first gear (25) includes an annular row of teeth (39), each tooth having at least one flank;
(b) The rotation limiting means (35) is disposed adjacent to the first gear (25), is fixed so as not to rotate with respect to the case (11), is movable in the axial direction, and has a plurality of engagements. A locking plate (41) forming a mating surface (89, 91), wherein the engaging surface is arranged to engage a flank surface of the adjacent one of the teeth;
(c) Each of the engagement surfaces (89, 91) has an angle with respect to the rotation axis (A), and this angle is the lock when the electromagnetic actuator (57) is not excited. A device characterized in that the plate (41) is selected so as to be disengaged from the teeth (39) of said annular row.

The first and second actuating plates (59, 63) form a composite ramp surface, each ramp surface including a ramp surface (95) that is initially steep and gentle at the end, the angle of the gentle surface Is selected with respect to the angle formed by the engagement surface (89, 91) and exerts a sufficient axial force when engagement occurs at the gentle ramp surface (95), the first the apparatus of claim 10, wherein maintaining the locking plate 41 to lock the position relative to the gear (25).

A gear case (11) forming a rotation shaft (A) and a gear chamber (13), at least one input gear (17) and first and second output gears (25, 25) disposed in the gear chamber (13). 23), a differential gear device including the gear case, means for co-rotating with respect to the gear case and limiting the rotation of the first output gear (25), and first and second actuating plates ( 59, 63 ). And a cam / lamp type actuator ( 55 ) for engaging a cam surface and a ramp surface formed between the first and second actuating plates, and an actuating means for actuating the rotation limiting means. ,
The relative rotation from the non-operating state to the operating state of the first and second operating plates (59, 63) moves the rotation restricting means toward the engaged state, and the second operating plate (63) Arranged in the inoperative state rotating with the gear case (11),
Further, it is disposed adjacent to the second operating plate (63) and is operable in response to an electric input signal (75), and the second operating plate (63) is rotated with respect to the gear case (11). A differential gear device comprising an electromagnetic actuator (57) for generating,
(a) The first and second operation plates (59, 63) are disposed outside the end wall (53) of the gear case (11), and the first operation plate (59) And is connected to a plurality of actuating members (85) that are axially movable toward the end wall (53) and penetrate the opening (81) of the end wall (53) in the axial direction;
(b) The rotation limiting means (35) includes a lock portion (107) attached so as to rotate with the first output gear (25),
(c) In the lock portion (107) and the plurality of actuating members (85), the first actuating plate (59) moves toward the end wall (53), and the actuating member (85) When the first output gear (25) is moved to a position locked to the lock portion ( 107 ), the first output gear (25) is locked to a non-rotating lock position with respect to the gear case (11). A differential gear device characterized by cooperating so as to constitute a means for causing to move.

When the first and second actuating plates (59, 63) are in the inoperative state, the first actuating plate ( 59 ) is separated from the end wall (53) from the non-rotating locked position. 13. A differential gear device according to claim 12, comprising means (49, 51) for biasing in the direction.

The locking portion (107) is a substantially annular body around the rotating shaft (A), and the plurality of actuating members (85) are arranged in an annular row around the rotating shaft (A) and the locking portion ( The differential gear device according to claim 12, wherein the differential gear device is arranged so as to be axially aligned with 107).

The actuating means for actuating the rotation limiting means further includes a plurality of cam members engaged with the first and second actuating plates (59, 63). Differential gear unit.

The electromagnetic actuator (57) includes a substantially annular electromagnetic coil (71) disposed so as to surround the second operating plate (63), and rotates together with the second operating plate (63). 13. The differential gear device according to claim 12, further comprising a member (77) attached to the shaft.